La mayor\u00eda de los pacientes con diabetes deben controlar cuidadosamente sus niveles de glucosa en sangre e inyectarse insulina varias veces al d\u00eda para evitar que su nivel de az\u00facar en sangre se eleve demasiado. Como posible alternativa a estas inyecciones, investigadores del MIT est\u00e1n desarrollando un dispositivo implantable que contiene c\u00e9lulas productoras de insulina. El dispositivo encapsula las c\u00e9lulas, protegi\u00e9ndolas del rechazo inmunitario, y adem\u00e1s incorpora un generador de ox\u00edgeno para mantenerlas sanas.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores esperan que este dispositivo pueda ofrecer una forma de lograr un control a largo plazo de la diabetes tipo 1. En un nuevo estudio, demostraron que estas c\u00e9lulas de los islotes pancre\u00e1ticos encapsuladas pod\u00edan sobrevivir en el organismo durante al menos 90 d\u00edas. En ratones que recibieron los implantes, las c\u00e9lulas se mantuvieron funcionales y produjeron suficiente insulina para controlar los niveles de glucosa en sangre de los animales.<\/p>\n\n\n\n
“La terapia con c\u00e9lulas de los islotes pancre\u00e1ticos puede ser un tratamiento revolucionario para los pacientes. Sin embargo, los m\u00e9todos actuales tambi\u00e9n requieren inmunosupresi\u00f3n, lo que para algunas personas puede ser realmente debilitante”, afirma Daniel Anderson, profesor del Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica del MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigaci\u00f3n Integrativa del C\u00e1ncer y del Instituto de Ingenier\u00eda y Ciencias M\u00e9dicas del MIT. “Nuestro objetivo es encontrar una manera de brindar a los pacientes los beneficios de la terapia celular sin necesidad de inmunosupresi\u00f3n”.<\/p>\n\n\n\n
Anderson es el autor principal del estudio, publicado\u00a0en<\/a>\u00a0la revista\u00a0Device. Siddharth Krishnan, exinvestigador del MIT y actualmente profesor asistente de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica en la Universidad de Stanford, y Matthew Bochenek, exinvestigador postdoctoral del MIT, son los autores principales del art\u00edculo. Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch del MIT, tambi\u00e9n es coautor.<\/p>\n\n\n\n El trasplante de c\u00e9lulas de los islotes pancre\u00e1ticos ya se ha utilizado con \u00e9xito para tratar la diabetes en pacientes. Estas c\u00e9lulas suelen provenir de cad\u00e1veres humanos o, m\u00e1s recientemente, pueden generarse a partir de c\u00e9lulas madre. En ambos casos, los pacientes deben tomar medicamentos inmunosupresores para evitar que su sistema inmunitario rechace las c\u00e9lulas trasplantadas.<\/p>\n\n\n\n Otra forma de prevenir el rechazo inmunol\u00f3gico es encapsular las c\u00e9lulas en un dispositivo protector. Sin embargo, esto plantea nuevos desaf\u00edos, ya que el recubrimiento que rodea las c\u00e9lulas puede impedir que reciban suficiente ox\u00edgeno.<\/p>\n\n\n\n En un\u00a0estudio de 2023<\/a>, Anderson y sus colegas describieron un\u00a0dispositivo de encapsulaci\u00f3n de islotes<\/a>\u00a0que tambi\u00e9n incorpora un generador de ox\u00edgeno. Este generador consta de una membrana de intercambio de protones capaz de separar el vapor de agua (presente en abundancia en el organismo) en hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno. El hidr\u00f3geno se difunde sin causar da\u00f1o, mientras que el ox\u00edgeno se almacena en una c\u00e1mara que alimenta las c\u00e9lulas de los islotes a trav\u00e9s de una fina membrana permeable al ox\u00edgeno. Descubrieron que las c\u00e9lulas encapsuladas en este dispositivo pod\u00edan producir insulina hasta un mes despu\u00e9s de ser implantadas en ratones.<\/p>\n\n\n\n “Un mes es un buen plazo, ya que demuestra una prueba de concepto b\u00e1sica. Pero desde el punto de vista de la traslaci\u00f3n, es importante demostrar que se puede extender bastante m\u00e1s tiempo”, dice Krishnan.<\/p>\n\n\n\n En el nuevo estudio, los investigadores aumentaron la vida \u00fatil de los dispositivos haci\u00e9ndolos m\u00e1s impermeables y resistentes a las grietas. Tambi\u00e9n mejoraron la electr\u00f3nica del dispositivo para suministrar m\u00e1s energ\u00eda al generador de ox\u00edgeno. El implante se alimenta de forma inal\u00e1mbrica mediante una antena externa colocada sobre la piel, que transfiere energ\u00eda al dispositivo. Al optimizar el circuito, los investigadores lograron aumentar la cantidad de energ\u00eda que llega al sistema generador de ox\u00edgeno.<\/p>\n\n\n\n La potencia adicional permiti\u00f3 que el dispositivo produjera m\u00e1s ox\u00edgeno, lo que ayud\u00f3 a las c\u00e9lulas encapsuladas a sobrevivir y funcionar con mayor eficacia. Como resultado, las c\u00e9lulas pudieron generar mucha m\u00e1s insulina con el tiempo.<\/p>\n\n\n\n En estudios realizados con ratas y ratones, los investigadores demostraron que el nuevo dispositivo pod\u00eda funcionar durante al menos 90 d\u00edas despu\u00e9s de ser implantado bajo la piel. Durante este tiempo, las c\u00e9lulas de los islotes pancre\u00e1ticos donantes fueron capaces de producir suficiente insulina para mantener los niveles de az\u00facar en sangre de los animales dentro de un rango saludable.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores observaron resultados similares con c\u00e9lulas de los islotes pancre\u00e1ticos derivadas de\u00a0c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas<\/a>, que alg\u00fan d\u00eda podr\u00edan proporcionar un suministro ilimitado para cualquier paciente que las necesite. Estos islotes no revirtieron completamente la diabetes, pero s\u00ed lograron cierto control de los niveles de az\u00facar en sangre.<\/p>\n\n\n\n “Esperamos que en el futuro, si podemos darles a las c\u00e9lulas un poco m\u00e1s de tiempo para que maduren por completo, secreten a\u00fan m\u00e1s insulina para regular mejor la diabetes en los animales”, dice Bochenek.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores ahora planean estudiar si pueden lograr que los dispositivos duren a\u00fan m\u00e1s tiempo en el cuerpo, hasta dos a\u00f1os o incluso m\u00e1s.<\/p>\n\n\n\n “La supervivencia a largo plazo de los islotes es un objetivo importante”, afirma Anderson. “Las c\u00e9lulas, si se encuentran en el entorno adecuado, parecen ser capaces de sobrevivir durante mucho tiempo. Estamos muy satisfechos con la duraci\u00f3n que ya hemos logrado y trabajaremos para prolongar su funci\u00f3n el mayor tiempo posible”.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores tambi\u00e9n est\u00e1n explorando la posibilidad de utilizar este m\u00e9todo para administrar c\u00e9lulas que podr\u00edan producir otras\u00a0prote\u00ednas \u00fatiles<\/a>, como anticuerpos, enzimas o factores de coagulaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n “Creemos que estas tecnolog\u00edas podr\u00edan ofrecer una soluci\u00f3n a largo plazo para tratar enfermedades humanas mediante la producci\u00f3n de f\u00e1rmacos dentro del cuerpo, en lugar de fuera de \u00e9l”, afirma Anderson. “Existen muchas terapias con prote\u00ednas que requieren infusiones repetidas y prolongadas. Creemos que podr\u00eda ser posible crear un dispositivo que genere continuamente terapias con prote\u00ednas a demanda y seg\u00fan las necesidades del paciente”.<\/p>\n\n\n\nInsulina a demanda<\/h2>\n\n\n\n
F\u00e1bricas de prote\u00ednas<\/h2>\n\n\n\n